seata分布式事务理论概述

分布式事务产生的原因:

  • 数据库分库分表

  • 应用的SOA化。就是业务的服务化(面向服务架构)

分布式事务的解决方案:

1、两阶段提交协议2PC

这里的两阶段提交和redolog binlog的两阶段提交不是一个东西,redo log和bin log的两阶段提交保证的是什么?

第一阶段:表决阶段,所有的参与者(本地资源管理器)都将本事务能否成功的信息反馈给协调者(事务协调器)

第二阶段:执行阶段,协调者根据所有参与者的反馈,通知所有的参与者,步调一致地在所有分支上提交或者回滚

这里衍生出两个角色:协调者和参与者

2、补偿事务方案TCC

两阶段提交的一种改进,TCC方案在点商和金融领域使用较多。其将整个业务的每个分支显式的分成try、confirm、cancel三个操作。Try操作完成业务的准备工作,Confirm操作完成业务的提交,Cancel操作完成事务的回滚。

3、Seata分布式事务框架

经过阿里双11的检测。

Seata三大模块,TM RM TC。
在这里插入图片描述

TC (Transaction Coordinator) - 事务协调者

维护全局和分支事务的状态,驱动全局事务提交或回滚。

TM (Transaction Manager) - 事务管理器

定义全局事务的范围:开始全局事务、提交或回滚全局事务。

RM (Resource Manager) - 资源管理器

管理分支事务处理的资源,与TC交谈以注册分支事务和报告分支事务的状态,并驱动分支事务提交或回滚。

AT模式(重点需要了解AT模式,目前使用的最多)

AT模式是一种无侵入的分布式事务解决方案。在AT模式下,用户只需要关注自己的业务sql,用户的业务sql作为一阶段,Seata框架会自动生成事务的二阶段提交和回滚操作。

AT模式一阶段:

在一阶段,Seata会拦截业务sql,首先解析sql语义,找到业务sql要更新的业务数据,在业务数据被更新前,将其保存成before image,然后执行业务sql更新业务数据,在业务数据更新之后,再将其保存成after image,最后生成行锁。

在这里插入图片描述

AT模式二阶段:

二阶段要么提交,要么回滚。

提交:

二阶段如果是提交的话,因为“业务 SQL”在一阶段已经提交至数据库, 所以 Seata 框架只需将一阶段保存的快照数据和行锁删掉,完成数据清理即可。

在这里插入图片描述

回滚:

二阶段如果是回滚的话,Seata就需要回滚一阶段已经执行的业务sql,所以直接使用before image回滚,但是回滚前还需要做一次校验,对比当前数据库的业务数据和after image是不是完全一致,如果是就说明没有脏写,可以还原业务数据。如果不一致,人工处理。

after image vs 数据库数据 —》还原数据 --》删除中间数据

TCC模式

2019 年 3 月份,Seata 开源了 TCC 模式,该模式由蚂蚁金服贡献。TCC 模式需要用户根据自己的业务场景实现 Try、Confirm 和 Cancel 三个操作;事务发起方在一阶段执行 Try 方式,在二阶段提交执行 Confirm 方法,二阶段回滚执行 Cancel 方法。

在这里插入图片描述

TCC 三个方法描述:

  • Try:资源的检测和预留;
  • Confirm:执行的业务操作提交;要求 Try 成功 Confirm 一定要能成功;
  • Cancel:预留资源释放;

以“扣钱”场景为例,在接入 TCC 前,对 A 账户的扣钱,只需一条更新账户余额的 SQL 便能完成;但是在接入 TCC 之后,用户就需要考虑如何将原来一步就能完成的扣钱操作,拆成两阶段,实现成三个方法,并且保证一阶段 Try 成功的话 二阶段 Confirm 一定能成功。

在这里插入图片描述

如上图所示,

Try 方法作为一阶段准备方法,需要做资源的检查和预留。在扣钱场景下,Try 要做的事情是就是检查账户余额是否充足,预留转账资金,预留的方式就是冻结 A 账户的 转账资金。Try 方法执行之后,账号 A 余额虽然还是 100,但是其中 30 元已经被冻结了,不能被其他事务使用。

二阶段 Confirm 方法执行真正的扣钱操作。Confirm 会使用 Try 阶段冻结的资金,执行账号扣款。Confirm 方法执行之后,账号 A 在一阶段中冻结的 30 元已经被扣除,账号 A 余额变成 70 元 。

如果二阶段是回滚的话,就需要在 Cancel 方法内释放一阶段 Try 冻结的 30 元,使账号 A 的回到初始状态,100 元全部可用。

用户接入 TCC 模式,最重要的事情就是考虑如何将业务模型拆成 2 阶段,实现成 TCC 的 3 个方法,并且保证 Try 成功 Confirm 一定能成功。相对于 AT 模式,TCC 模式对业务代码有一定的侵入性,但是 TCC 模式无 AT 模式的全局行锁,TCC 性能会比 AT 模式高很多。

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